如何在建筑设计中节约能耗

如何在建筑设计中节约能耗

张竹慧

(武警工程学院陕西西安

710086)

【摘要】本文通过对建筑能耗种类及建筑环境的分析，提出采暖、空调所代表的建筑设备能耗是建筑节能工作的重点，并指出建筑节能工作的关键问题是把握最初的方案设计。阐述了建筑节能的基本设计手段及各种节能措施。强调建筑师应重视“综合设计过程”，从节能设计实际效果与节能实施成本的统一中寻求最佳的设计方案。

【关键词】建筑节能;方案设计;建筑能耗种类;综合设计过程；成本

HowtoSaveEnergyConsumptioninBuildingDesigns

ZHANGZhu-hui

(EngineeringAcademyofPeople'sArmedPoliceForceXi'anShanxi710086)

【Abstract】Thispaperanalysisthebuildingenvironmentandenergyconsumptiontype,ProposedthatBuildingequipmentenergyconsumptionrepresentedbyheating,air-conditioningisthefocusoftheBuildingenergy-savingwork,pointedoutthatthekeyquestionofbuildingenergy-savingworkistograsptheinitialprogramdesign.Thebasicdesignofbuildingenergy-savingmeansandavarietyofenergy-savingmeasuresexpoundedinthispaper.Theimportanceof\"integrateddesignprocess\"bestressedandthebestdesignshouldbesearchforinthereunificationoftheactualresultsfromtheenergy-savingdesignandenergysavingimplementationcosts.

【Keywords】Buildingenergyefficiency;Programdesign;Thetypeofbuildingenergyconsumption;Integrateddesignprocess;Energycosts

1.建筑能耗种类和节能设计策略

建筑节能是一项长期的系统工程，在实施的漫长过程中涉及规划、设计、施工、调试、运行、维修等诸多环节。建筑能耗的种类可大致分为：照明能耗、设备能耗、建造能耗、拆除能耗及大型公共建筑的通风能耗等。事实上，在建筑的功能要求确定之后，照明及通风能耗就基本确定；在建筑结构体系确定的情况下，建造能耗亦基本确定；在目前我国劳动力廉价，同时专业系统的建筑拆除设备及工程尚不完善的情况下，建筑的拆除能耗很低。建筑照明能耗、通风能耗、建造能耗及拆除能耗的总和不足建筑全生命周期能耗的20%，并且这几部分的节能程度十分有限，所以由以上分析可知，建筑设备能耗是建筑节能工作的重点。

建筑环境分为建筑声环境、建筑光环境、建筑热环境、建筑空气质量环境等几个方面。而其中与使用者密切相关的是建筑的热环境。这也是建筑诸环境中建筑节能的主要实施方面。通常我们讲的建筑节能主要指建筑的运行能耗，也就是采暖、空调所代表的建筑设备能耗。采暖、空调是现代建筑实现良好的室内热环境的主要手段，采暖、空调能耗占建筑全生命周期能耗的80%—90%，建筑这部分运行能耗与建筑师对建筑的设计密切相关。

建筑方案一旦确定，建筑物的能耗指标就已基本确定，所以建筑节能最关键的问题在于最初的建筑方案设计，而非建筑完成之后在使用过程中采用的一系列主动和被动防御措施。所以建筑师在建筑方案设计伊始就要认真考虑建筑节能的问题，将建筑节能思想最大程度地贯穿于建筑设计的各个环节。

就一般建筑来说，门窗面积约占建筑外围护结构面积的30%，而门窗的热损失约占建筑外围护结构热损失的50%，因此，门窗节能对实现建筑节能十分关键。

建筑物的外门和外窗是冬季冷风侵入、夏季阳光入射的主要通道。因此,将开窗率控制在适当的水平,并尽量避免在东、西向开窗,是节能设计中应遵循的原则。在建筑围护结构中，与墙体、屋面相比，门窗的保温能力较差。我们可以通过提高门窗的气密性，采用适当的窗墙面积比，增加窗玻璃层数,采用百叶窗帘、窗板等措施来提高门窗的保温隔热性能。

门窗的保温，主要是通过改善其传热系数来实现的。塑钢门窗导热系数极低，隔热效果优于铝材，在采暖和制冷上能耗要低30%～50%,对塑钢门窗框进行冷热断桥处理，安装中空玻璃，可很好满足门窗的密闭防潮及隔热隔噪的节能要求。

除增加玻璃层数外，从降低玻璃的辐射率、热传导和对流的角度出发，应采用低辐射玻璃、惰性气体和暖边技术的高性能中空玻璃。高性能中空玻璃的传热系数可小于1W/(m·K)。

常用节能窗的性能比较

2.建筑能耗的基本影响因素及节能设计

建筑节能从根本上讲，应该加强对其基础理论的研究，把握建筑能耗的基本影响因素，从建筑设计的各个环节上进行分析。

2.1建筑体形

合理的建筑体形能够减少建筑物与外界的热量交换，在其他条件相同时，体型系数越大,单位面积散热量也越大，对节能不利。因此，正确处理建筑形式多样化和节能的关系，是建筑设计中应当引起重视的问题。建筑物的造型宜简洁、完整，尽量避免复杂轮廓线。

2.2建筑物的平面布置

除南方少数地区外,我国绝大部分地区冬季寒冷,夏季炎热。因此,住宅建筑设计中,主要空间朝向南,或向南偏东,或向南偏西,充分利用天然能源,无疑是最基本的改善住宅室内热环境的设计,是最基本的节能措施。

“厅”在现代住宅中,已成为居住者各种起居活动的主要空间。白天的日照、阳光对于起居活动中心的“厅”来讲，有直接的节能意义。客厅的南向布置，室内的自然热环境较好，可以大大地节约采暖的耗能。对于北方城市,生活用房设置在南向，辅助用房设置在北向，是一种有利于节能的平面布局。

2.3建筑物的门窗

2.4建筑物的墙体

墙体是外围护结构的主体，可以采用保温性能好、蓄热能力及强度较低的砌块墙体，如加气混凝土砌块。也可以采用复合墙体的形式,，如内保温复合墙体、外保温复合墙体、夹芯复合墙体等。由于复合墙体能满足围护结构各种功能的要求，所以有更多的优越性。从长远来看，外墙外保温的综合效果明显高于内保温。

2.5建筑物的屋顶

屋顶是建筑物上部与外界直接接触的重点部位，其保温与隔热对建筑节能意义重大。为达到节能目标，屋顶可设置隔汽层和封闭的空气间层，可选择憎水性膨胀珍珠岩板、水泥聚苯板、聚苯板等多种保温材料。屋顶敷上一层高密度泡沫板，可使室内自然温（下转第640页）

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科技信息○建筑与工程○SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION2009年第5期

（上接第666页）度降低2～3℃。屋面外表面采用柔性防水时，应使用反阳光辐射的材料。覆土和种植屋面的保温隔热效果很明显，能使室内温度下降2～3℃，且比传统屋面结构寿命长，是一种值得推广的隔热层。

在欧洲和北美一些国家，建筑商们利用废弃的报纸来作为房屋外墙和屋顶隔热层的原材料，其中还加入了防火的化学物质。这种纸质隔热层可节能20%。

3.其它建筑节能设计

3.1建筑的地区差异性和过程可控性

除基本原理和共同原则外，由于不同地域、气候、习俗、建筑形式的差别，建筑设计还必须结合当地实际，因地制宜，注重实践和地域特色。

建筑师不可坐等国家、地区拿出统一的措施、方案，也不可硬套国外作品，而应该开展适于不同地域的建筑节能技术研究。除根据建筑使用性质，对地区的气候特点、资料进行学习分析外，应当积极采取问卷调查的形式，对建筑人居环境现状、采暖空调设备运行特点等进行调查研究，提出可行的节能设计理念及方法。国外科研工作者采取在互联网上发布调查问卷的形式，通过相应的软件支持，让社区住户自己参与设计，强调“以人为本,环境为先”。

由于自然环境因素的动态变化，在建筑使用过程中，建筑构件应尽量具有可控性。可控性不一定是计算机控制，也可能是手动控制，甚至利用周期性变化的自然力控制。也可根据物体相变时吸放热原理，开发具有自动调节和控制功能的相变建筑材料。

3.2采暖系统的节能

城市供暖实行集中供暖和区域供暖,分户计量，可以大大提高热效率。

3.3利用可再生自然能源

太阳能是绿色能源中最重要的能源。太阳能建筑是典型的节能建筑,特别是在我国北方,有很高的节能效果。通常是在建筑的外围镶嵌太阳能光电板,将太阳能转化为生活中需要的热能,实现能源的自给自足。

太阳能建筑基本上有三种形式：一是被动式，一般构造简单，通过建筑方位的合理布置和建筑构件的恰当处理，以自然热交换方式来获得、利用太阳能。二是主动式，构造复杂，造价高，需用电作为辅助能源。三是“零能建筑”,这种建筑由太阳屋顶提供全部建筑所需的能量，在屋顶安装太阳电池，与电网并网,清洁无污染。但由于太阳能电池价格较高,普遍推广还有困难。

此外，节约原材料，采用新型节能建材，节能灯具等，通过建筑设计和构造的一些处理手法实现高效的自然通风、采光、遮阳等以减少设备的配置与能耗,这是最常用的也是最有效的节能办法。利用植物的自调节与自控制，将植物作为建筑外围护体系的有机部分,也是一种有效的节能措施。

图2项目式组织形式

3．美国房地产建设工程管理可借鉴的经验

对比国内、国外项目管理的特点，在下面三个方面值得我国房地产工程管理学习、借鉴：

3.1高度专业化程度

国内建设单位普遍成立项目公司、项目部，进行业主的直接项目管理工作，虽然通常也聘请造价顾问公司，但他们所发挥的仅仅是核算、稽查的作用，并不是项目管理的直接参与者[3]；美国项目业主方一般不会出现在项目管理体系之中，绝大多数业主都选择专业的顾问公司作为业主代表全面控制项目的实际进程，业主的角色就是支付资金和接收成品工程。总顾问公司下面还有各分顾问公司，分顾问公司按委托合同分工合作，各自对本专业范围内的工作负全责，专业化程度很高，而且职责明确。顾问公司本身已经形成了一套适合不同工程管理特点的管理模式和体系，在工程管理方面已经做到了工业化的运作。

3.2规范的资金运作

国内建设项目的资金运转普遍存在不良现象，虽然国家明令禁止垫资、欠资施工，但在激烈的市场竞争条件下，上述现象仍然普遍存在，直接导致很多资金问题引发的社会问题、法律纠纷问题等。即使有合同约定，往往不按约定执行，或另有私下协议都是国内工程项目的“特色”；美国建设项目的资金支付均严格按合同约定执行，不管是哪一方在任何时候（项目生命周期内）违约，另一方均有权依照合同进行索赔。各项目参与方均能约束自身行为，保持良好的信誉水平，否则很难在市场上生存下去，项目参与各方都是平等的经济合作关系。

3.3尊重知识产权、勇于创新

国内建设项目追求资金回笼速度的占了很大比例，建设方决策者为达到利润最大化对原设计的更改很多，使设计师忙于应付而无法充分展开自己的构想。同时为了快速完成项目建设，对新技术、新材料的推广和使用普遍采取回避态度，以不愿做“试验品”为借口回避深入研究的机会；国外项目在专业化分工明确的基础上，业主对设计师的意见采取非常尊重的态度，给设计者发挥灵感的空间，出现了很多让人耳目一新的好的建筑作品。

4.结语

总之，作为建筑师，在作方案伊始就应重视节能问题，将节能设计贯穿于方案的各个环节，重视“综合设计过程”这个新观念,在方案之初即组织相关专业、工种介入,统筹考虑相互影响,寻求合理的解决方案。

更重要的一点是，建筑节能设计过程中还应时刻具备“平衡”的观念，恰当把握节能设计的“度”。不能花费过大的代价去追求极致的节能效果，“节能建筑不节钱”是与我们的节能宗旨背道而驰的。建筑师应综合分析各个方面的影响因素，寻求节能设计实际效果与节能实施成本最大程度的统一，切不可将建筑节能设计推向极致片面的境地。科4．结语

美国房地产工程管理经过了一百多年的发展历程，其规范和成熟的运作模式也是逐步形成的。我国的房地产行业尽早实行、借鉴别人的先进经验，对行业的发展是益处颇多的。科●【参考文献】

［1］（美）FrederickEGould,NancyEJoyce著，孟宪海译，《工程项目管理》（第二版），北京，清华大学出版社，2006．

［2］（美）MikeE.Miles,GayleBerens,MarcA.Weiss著，刘洪玉等译，《房地产开发原理与程序》（第三版），北京，中信出版社，2003．

［3］谭术魁主编，《房地产项目管理》，北京，机械工业出版社，2003．

作者简介：李少斌，男，汉族，36岁，工程师，宁夏金盛房地产开发有限公司技术总工，主要从事工程项目管理相关工作。

●【参考文献】

［1］陈兰英,赵洪平:建筑技术开发.2004(2):70~73.［2］孙冬青.科技咨询导报.2007No.23:217.

［责任编辑：汤静］

［责任编辑：张艳芳］

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